Градежни елементи од рециклирана пластика – алтернатива на дрвото и бетонот

Инженерите од МИТ развија иновативен градежен елемент кој би можел значително да влијае на иднината на изградба на станови. Станува збор за подни решетки направени од рециклирана пластика, кои за време на тестот издржале товар од околу 1.800 килограми, што е двојно повеќе од барањата пропишани со стандардите за домување во Соединетите Американски Држави.

Овој проект покажува како пластичниот отпад, кој обично завршува на депонии или во океаните, може да се претвори во издржлива и сигурна градежна инфраструктура. Тим од МИТ користи голем индустриски 3Д печатач за да произведе од отпадна пластика лесни, но исклучително силни конструктивни елементи наменети за подни системи.

Од дрво и бетон кон поодржливи решенија

Градежната индустрија со децении се потпира на дрво и бетон, но двата материјали имаат сè поизразени ограничувања. Дрвото станува сè поскапо и тешко достапно, додека бетонот има исклучително висок јаглероден отпечаток.

Истражувачки тим од МИТ, предводен од АЈ Перез, верува дека решението за глобалната станбена криза лежи во материјал кој се смета за еден од најголемите еколошки проблеми денес – пластичниот отпад.

Перез истакнува дека до 2050 година потребно е да се изградат приближно една милијарда нови домови. Според проценките на тимот, доколку сите овие објекти би се граделе исклучиво од дрво, би било потребно да се искрчи површина од шума што одговара на три пати поголема од големината на Амазонската прашума.

Затоа се развива технологија што овозможува рециклирање и употреба дури и на валкана пластика за производство на полесни, подолготрајни и поодржливи градежни елементи.

Голем 3Д печатач и брзо производство

Производството на експерименталните решетки реализирано е на МИТ, каде што се наоѓа индустриски 3Д печатач со големина на соба. Овој систем може да обработува околу 36 килограми материјал на час. Рециклирани ПЕТ пелети се користени како основен материјал, дополнително зајакнати со стаклени влакна, што ја подобрува цврстината и стабилноста за време на процесот на печатење.

На овој начин, истражувачите во краток рок успеале да го претворат сировиот пластичен материјал во готови конструктивни елементи подготвени за вградување. Една решетка со должина од околу 2,4 метри се произведува за помалку од 13 минути, додека нејзината маса изнесува само шест килограми, што е значително помалку во споредба со класичните дрвени решенија.

Во практичен тест, четири вакви пластични решетки се вградени во подна рамка со горна облога од иверица. Конструкцијата успешно издржала тешки товари, без видливо свиткување или губење на крутоста.

Оптимизирана геометрија и понатамошни предизвици

За да се прилагоди конструкцијата на реални услови на употреба, тимот користел компјутерски симулации за да го пронајде оптималниот сооднос помеѓу цврстината и масата. Избраниот дизајн обезбедува подот да остане стабилен и рамен дури и под тешко оптеретување.

Финалната геометрија наликува на стандардниот распоред „скали и триаголник“ карактеристичен за дрвените решетки, но со дополнителни засилувања на секој спој. Токму овие зајакнати јазли овозможуваат рециклираната пластика сигурно да издржи тешки товари, со ниво на безбедност споредливо со традиционалните градежни материјали.

Иако прототипите веќе ги исполнуваат американските градежни прописи кога станува збор за крутоста, следниот клучен предизвик претставува постигнување конкурентна цена. Досегашните примероци се направени од висококвалитетен индустриски пластичен отпад, но тимот сега се фокусира на преработка на потрошувачки „валкани“ пластики, како што се неизмиени пластични шишиња.

Според Перез, истражувачите се се поблиску до решение кое овозможува директна преработка на таков отпад, без скапи и сложени процеси на претходно чистење. Суштината на истражувањето е да се најде начин да се користи несаканата пластика во нејзината постоечка состојба и да добие нова, трајна намена.

Микро-фабрики и подостапно домување

Конечната визија на проектот подразбира употреба на таканаречени микро-фабрики сместени во бродски контејнери. Овие мобилни единици би можеле да бидат поставени во близина на стадиони, градски центри или локации за управување со отпад. Идејата е локалниот пластичен отпад да влегува во системот, а од него во рок од неколку часа да излегуваат основни конструктивни елементи на една куќа.

Доколку овој концепт се покаже како технички и економски одржлив, трошоците за изградба на станови би можеле значително да се намалат, а во исто време би се намалило и загадувањето на животната средина.

Резултатите од истражувањето објавени се во публикацијата „Solid FreeForm Fabrication Symposium Proceedings“.